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双碳目标下城市固废焚烧过程智能优化控制研究进展及展望

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中国科学基金 2024年第4期 593-602页

作者：乔俊飞蒙西汤云涛北京工业大学信息学部智慧环保北京实验室智能感知与自主控制教育部工程研究中心北京工业大学环境科学与工程学院北京首钢生态科技有限公司

城市固废焚烧是固废污染治理的主要方式，也是可再生能源的来源之一，能为国家生态文明建设和“双碳”战略提供重要支撑。城市固废焚烧过程内嵌了系列物理、化学反应，运行机理复杂、演化机制不清，尤其是我国固废含水率高、热值低、随... 详细信息

城市固废焚烧是固废污染治理的主要方式，也是可再生能源的来源之一，能为国家生态文明建设和“双碳”战略提供重要支撑。城市固废焚烧过程内嵌了系列物理、化学反应，运行机理复杂、演化机制不清，尤其是我国固废含水率高、热值低、随时空动态波动，难以实施智能优化控制，导致固废燃烧不完全、烟气排放不稳定、能源转化率低、运行成本高等问题时有发生，制约城市固废焚烧行业高质量发展。本文分析了实施城市固废焚烧过程智能优化控制所面临的难点问题，梳理了城市固废焚烧过程智能优化控制关键理论与核心技术的主要进展，凝练出实现高效化和绿色化运行待解决的关键科学问题，探讨了未来研究方向。

关键词：双碳目标城市固废焚烧智能优化控制数字孪生

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基于平行测试的认知自动驾驶智能架构研究

自动化学报 2024年第2期50卷 356-371页

作者：王晓张翔宇周锐田永林王建功陈龙孙长银安徽大学人工智能学院合肥230031 自主无人系统技术教育部工程研究中心合肥230031 安徽省无人系统与智能技术工程研究中心合肥230031 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 青岛智能产业技术研究院青岛266000 澳门科技大学创新工程学院系统工程研究所中国澳门999078 青岛慧拓智能机器有限公司青岛266109

在大数据、云计算和机器学习等新一代人工智能技术的推动下,自动驾驶的感知智能在近年来得到显著的提升与发展.然而,与人类驾驶过程中隐含的以自我目的实现为引导的自探索性和自主性相比,现阶段自动驾驶技术主要以辅助驾驶功能为主,还... 详细信息

在大数据、云计算和机器学习等新一代人工智能技术的推动下,自动驾驶的感知智能在近年来得到显著的提升与发展.然而,与人类驾驶过程中隐含的以自我目的实现为引导的自探索性和自主性相比,现阶段自动驾驶技术主要以辅助驾驶功能为主,还停留在以被动感知、规划与控制为主的初级智能自动驾驶阶段.为实现车辆智能从数据驱动的环境感知、辅助决策、被动规划到知识驱动的场景认知、推理决策、主动规划的提升,亟需增强车辆自身对复杂外界信息归纳提炼、推理决策、评价估计等类人能力.首先回顾自动驾驶关键技术演化及其应用发展历程;随后分析测试对车辆智能评估的效用;然后基于平行测试理论,提出自动驾驶车辆认知智能训练、测试与评估空间的构建方法,并设计基于平行测试的认知自动驾驶智能训练框架.该项研究工作预期能为推动自动驾驶从感知智能向认知智能的升级提供可行的技术支撑与实现路径.

关键词：认知自动驾驶平行测试平行驾驶车辆认知智能

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辽河油田热采井套管瞬时安全系数计算及优选

石油机械 2024年第7期52卷 129-136页

作者：任振琨姜海龙席岩王海涛李擎北京信息科技大学自动化学院北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京工业大学城建学部昆仑数智科技有限责任公司

辽河油田稠油热采井套管损坏现象频发,注汽过程中套管热应力过高是套管损坏的主要原因,考虑稠油热采工程地质参数对套管规格进行优选是解决该问题的关键。针对此,考虑高温条件下套管屈服强度以及弹性模量变化规律,采用有限元方法建立了... 详细信息

辽河油田稠油热采井套管损坏现象频发,注汽过程中套管热应力过高是套管损坏的主要原因,考虑稠油热采工程地质参数对套管规格进行优选是解决该问题的关键。针对此,考虑高温条件下套管屈服强度以及弹性模量变化规律,采用有限元方法建立了温度-压力耦合作用下套管应力计算及分析数值模型,分析了热采过程中套管-水泥环-地层温度场变化规律,并且对该模型进行了验证,计算了温压耦合作用下套管应力动态变化规律,研究了套管规格参数(钢级、壁厚)和工程地质参数(注汽压力、地层力学特性)对套管应力的影响,得到了不同条件下套管安全系数变化规律。研究结果表明:当注汽温度升高时,套管的热应力会显著增加,导致安全系数降低。为了满足更高温度的热采环境,可以采用更高级别和厚度的套管钢材,并根据不同工程场景选择不同的套管钢级和壁厚。在热采井地层弹性模量下降时,套管内壁所受的热应力会减小。为了减小套管所受的热应力,可以调整注汽压力以降低其与地应力之间的压差。研究结果可为辽河油田热采井的套管优选和高温状态下套管的安全性评估提供依据。

关键词：稠油热采套管损坏安全系数温度场井筒完整性辽河油田

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VOC危险化学品泄漏光谱视频识别算法研究

激光与红外 2024年第7期54卷 1090-1096页

作者：王雅杰孙秉才尤宝硕王建筑许斌中国石油安全环保技术研究院有限公司北京102206 长庆油田分公司第十二采油厂甘肃庆阳745400 质安科技检测集团有限公司甘肃庆阳745400 长庆油田分公司数字和智能化事业部陕西西安710018

针对挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)气体特征微弱、视觉显著性差、形态多变等难题,本文基于时-空-频联合去噪、多模态视差匹配模型,提出了一种高精度气体泄漏光谱视频识别算法。通过挖掘时-空-谱高维数据的本征信息来... 详细信息

针对挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)气体特征微弱、视觉显著性差、形态多变等难题,本文基于时-空-频联合去噪、多模态视差匹配模型,提出了一种高精度气体泄漏光谱视频识别算法。通过挖掘时-空-谱高维数据的本征信息来实现VOC气体的高精度识别,并利用多模块级联联合优化将传统方法的可解释性与深度学习的强大表征能力有机结合。最后,通过与国际先进气体监测设备森西亚和锐百凌进行同等条件的对比,可知所提出的气体泄漏成像方法对于低浓度的甲烷气体识别准确率提升了46.25%,误报降低至原来的1/3,验证了所提算法的有效性和可行性,为石化行业危险化学品泄漏监测提供了有力保障。

关键词：泄漏监测识别算法深度学习危害化学品石油化工

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镀锌线新型张力控制系统研究与设计

冶金自动化 2013年第6期37卷 48-53页

作者：李洁孙燕京李振兴庄严北京首钢自动化信息技术有限公司传动事业部

以首钢集团某冷轧厂连续镀锌线出口段张力控制系统升级项目为背景,针对生产线出口段经常发生带钢滑落、带钢头部划伤、带钢采样长度精度差等问题,研制开发了新型张力控制系统。系统通过张力设定值自适应、正转矩自动切换、邻近段张力实... 详细信息

以首钢集团某冷轧厂连续镀锌线出口段张力控制系统升级项目为背景,针对生产线出口段经常发生带钢滑落、带钢头部划伤、带钢采样长度精度差等问题,研制开发了新型张力控制系统。系统通过张力设定值自适应、正转矩自动切换、邻近段张力实际值自选择等功能模块,抑制了卷取机张力对检查站张力的影响,避免了出口段带钢滑落事故和带钢头部划伤现象的发生,提高了出口段带钢取样长度的精度,确保了镀锌生产线的连续稳定运行。

关键词：连续镀锌线张力控制稳定性负荷平衡摩擦转矩补偿

基于光纤型偏振敏感光学相干层析成像的猪皮烧伤多参量成像分析

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中国激光 2024年第3期51卷 105-115页

作者：许景江张轶星蓝公仆杨荣华秦嘉安林谭海曙任尚杰邱海霞赵士勇贾海波于波佛山科学技术学院物理与光电工程学院粤港澳智能微纳光电技术联合实验室广东佛山528225 广东唯仁医疗科技有限公司广东佛山528000 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528000 广州市第一人民医院烧伤整形美容与创面修复科广东广州510180 天津大学电气自动化与信息工程学院天津市过程检测与控制重点实验室天津300072 解放军总医院第一医学中心激光医学科北京100853 天津恒宇医疗科技有限公司天津300308 哈尔滨医科大学附属第二医院教育部心肌缺血重点实验室黑龙江哈尔滨150001

皮肤烧伤是一种常见的皮肤疾病,对皮肤烧伤程度的判别对于后续的治疗具有重要意义。光学相干层析技术是一种具有非侵入性、无损伤性和高分辨率等特点的光学检测技术。偏振敏感光学相干层析成像(PS-OCT)具有传统光学相干层析成像没有的... 详细信息

皮肤烧伤是一种常见的皮肤疾病,对皮肤烧伤程度的判别对于后续的治疗具有重要意义。光学相干层析技术是一种具有非侵入性、无损伤性和高分辨率等特点的光学检测技术。偏振敏感光学相干层析成像(PS-OCT)具有传统光学相干层析成像没有的双折射信息对比度,能够对病变皮肤进行高分辨率高对比度的实时三维成像。为推动PS-OCT在烧伤诊断中的临床应用,发展了一种简单紧凑且灵活高效的基于扫频光源、单模光纤和圆偏振态输入的PS-OCT技术,对离体猪皮组织进行了烧伤成像研究,并通过直方图相关性算法获得了图像的差异性量化指标。实验结果表明,与正常的皮肤组织相比,烧伤皮肤组织的胶原蛋白受高温影响后产生了明显的双折射变化。利用偏振均匀度(DOPU)、累积相位延迟(CPR)、Stokes偏振参数等,可以明显观察到烧伤后的皮肤组织变化。研究表明,该PS-OCT技术在烧伤诊断中具有很大的应用潜力,可以辅助医生进行烧伤程度的判断。

关键词：生物光学生物医学成像光学相干层析成像偏振皮肤成像烧伤诊断

基于非完整点云法线滤波补偿的散货船舶舱口识别算法

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计算机应用 2024年第1期44卷 324-330页

作者：宋郁珉孙浩李湛李长安乔晓澍国能(天津)港务有限责任公司天津300452 哈尔滨工业大学智能控制与系统研究所哈尔滨150001 鹏城实验室数学与理论部广东深圳518055 国家能源集团技术经济研究院北京102211

自动装船系统是智能化港口建设的重要组成部分,能够大幅降低港口作业成本,提高经济效益。舱口识别作为自动装船任务的首要环节,成功率和识别精度是后续任务顺利进行的重要保障。由于港口激光雷达的数目和角度等问题,采集所得船舶点云数... 详细信息

自动装船系统是智能化港口建设的重要组成部分,能够大幅降低港口作业成本,提高经济效益。舱口识别作为自动装船任务的首要环节,成功率和识别精度是后续任务顺利进行的重要保障。由于港口激光雷达的数目和角度等问题,采集所得船舶点云数据时常出现缺失;此外船舶舱口附近经常有大量物料堆积,会使采集到的点云数据无法准确表达舱口的几何信息。由于上述港口实际装船作业中时常出现的问题,显著降低了现有算法的识别成功率,对自动装船作业造成了不良影响,因此迫切需要提升在船舶点云中存在物料干扰或舱口数据缺失的情况下的舱口识别成功率。基于船舶结构特征与自动装船过程中采集的点云数据分析,提出了基于非完整点云法线滤波补偿的散货船舶舱口识别算法。在使用港口实际采集点云所制作的数据集上进行了实验验证,识别成功率和识别精度较Miao和Li的舱口识别算法相比均有提升。实验结果表明,所提算法既能对舱口内物料噪声进行滤除,又能对数据缺失部分进行补偿,能够有效提升舱口识别效果。

关键词：舱口识别非完整点云噪声滤除数据补偿点云轮廓提取

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基于模糊控制的套筒窑温度均衡自动控制系统

冶金自动化 2013年第4期37卷 70-72页

作者：宋鹏宇彭伟革齐保杰北京首钢自动化信息技术有限公司自动化事业部

根据套筒窑燃烧系统的生产规律,深入分析了套筒窑燃烧控制的难点,设计开发了温度均衡控制系统,并在首钢迁安钢铁有限责任公司套筒窑获得应用。应用结果表明,系统实现了套筒窑温度均衡控制和煅烧热量的合理分配,提高了套筒窑煅烧过程的... 详细信息

根据套筒窑燃烧系统的生产规律,深入分析了套筒窑燃烧控制的难点,设计开发了温度均衡控制系统,并在首钢迁安钢铁有限责任公司套筒窑获得应用。应用结果表明,系统实现了套筒窑温度均衡控制和煅烧热量的合理分配,提高了套筒窑煅烧过程的稳定性,达到了节能降耗、提升活性石灰生产质量的目的。

关键词：套筒窑活性石灰燃烧控制温度均衡模糊控制

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首钢京唐钢铁公司无人值守物资计量系统

冶金自动化 2012年第4期36卷 28-32页

作者：杨新聂北京首钢自动化信息技术有限公司信息事业部

无人值守物资计量系统于2009年在首钢京唐钢铁联合有限责任公司应用,系统采用RFID、物联网、可编程计算机控制器(PCC)等关键技术和设备,实现了车号智能识别、数据远程采集、计量过程远程监控、设备远程控制和智能化协作,达到了节员增效... 详细信息

无人值守物资计量系统于2009年在首钢京唐钢铁联合有限责任公司应用,系统采用RFID、物联网、可编程计算机控制器(PCC)等关键技术和设备,实现了车号智能识别、数据远程采集、计量过程远程监控、设备远程控制和智能化协作,达到了节员增效和对计量员集中管理的目的,同时避免了现场计量的种种弊端和漏洞,加快了物资信息传递速度,规范了计量业务流程,提高了公司的物流速度和管理水平。

关键词：无人值守 RFID技术物联网远程数据采集远程监控物资计量